亚琛工业大学研发用于多层电极的可扩展制造技术

在ProMeBa研究项目中，亚琛工业大学正在开发用于多层电池电极的可扩展制造工艺。其目标是将这项技术从实验室阶段推进到中试规模。

ProMeBa研究项目中的多层电池电极。

图片来源：PEM亚琛工业大学

2026年6月，亚琛工业大学的电动出行组件生产工程教授团队与多家合作伙伴共同启动了ProMeBa研究项目。该项目将持续至2029年5月，属于德国经济事务和气候行动部资助计划的一部分。

多层电极虽然具有显著优势，但其制造难度远高于传统的单层结构。因此，ProMeBa项目旨在展示如何在工业规模上稳定且可重复地生产这类电极。通过设计不同结构的层，可以改善离子传输效率、提升电极的机械稳定性，并增强电池的性能与使用寿命。

项目初期将研究适用于正极和负极的合适材料及层结构。重点会放在层数、各层厚度以及可能的成分梯度等方面。随后，这些设计的电极概念将通过调整后的浆料配方以及涂覆和干燥参数在实验室中进行实现与性能测试。

迈向中试规模的多层电极

PEM主要负责多层阳极的配方设计、工艺开发以及实验室层面的性能测试。这些研究结果随后将被应用到中试阶段。

为此，将开发一种模块化涂层系统，以便集成到现有的中试工厂中。在符合工业要求的连续涂覆条件下，将对两种工艺进行测试：使用双层模头的多层涂覆技术以及多层帘式涂覆技术。决定性因素在于哪种方案能够同时实现高涂层质量、稳定的工艺条件以及良好的可扩展性。

与此同时，还将进一步开发一种用于连续测定电极浆料粘度的在线测量技术。其目的是在早期发现工艺偏差，从而确保电极质量的一致性。

所制造的电极和测试电池也将接受电化学分析，以此了解所开发的多层结构的性能、稳定性及使用寿命。

该项目的协调方是Netzsch-Gerätebau GmbH。除PEM外，其他合作伙伴还包括亚琛工业大学的ISEA课题组、弗劳恩霍夫IKTS研究所、布伦瑞克工业大学的iPAT研究所以及8inks Deutschland公司。

ProMeBa的工业附加值主要体现在：它不仅致力于开发新的电极结构，还从一开始就考虑其制造工艺。项目合作伙伴的目标是打造一种“即插即用”的技术，使得现有的生产设施能够被有选择地扩展，而无需为多层电极建造全新的生产线。

ProMeBa因此加入了众多将材料研发与工业化生产更紧密结合的研究项目之中。例如，由AIT主导的MoSiLIB项目正在研发由硅和硫化锡构成的复合负极材料，同时研究该材料的半工业化合成工艺以及水性电极的制造方法。虽然MoSiLIB主要致力于开发新的负极材料，但ProMeBa则更侧重于如何将复杂的电极结构以可重复的方式整合到现有的生产流程中。